(57)【要約】【課題】  フレアスタックから可燃性ガス等を一時的に多量に放出する、プラント停止時に発生しやすい黒煙の排出防止を目的とした、蒸気供給量の制御方法を提供する。【解決手段】  フレアスタックからの黒煙排出防止のために供給される蒸気の供給量制御において、下記第１工程〜第３工程を含むフレアスタックへの蒸気供給量制御方法。  第１工程：フレアスタックへの蒸気の供給開始又は増量の信号を検出する工程  第２工程：第１工程において検出した信号により、フレアスタックへ所定量の蒸気を供給開始又は増量し、予め定められた変化量に従って自動的に調節する工程  第３工程：前記供給開始又は増量された蒸気を、予め定められた時間で自動的に停止又は減量する工程【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレアスタックからの黒煙排出防止のために供給される蒸気の供給量制御において、下記第１工程〜第３工程を含むフレアスタックへの蒸気供給量制御方法。
第１工程：フレアスタックへの蒸気の供給開始又は増量の信号を検出する工程
第２工程：第１工程において検出した信号により、フレアスタックへ所定量の蒸気を供給開始又は増量し、予め定められた変化量に従って自動的に調節する工程
第３工程：前記供給開始又は増量された蒸気を、予め定められた時間で自動的に停止又は減量する工程
【請求項２】
前記蒸気の供給開始又は増量の信号が、シャットダウン機構により発せられるプラント停止信号である、請求項１記載のフレアスタックへの蒸気供給量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレアスタックからの黒煙排出防止のために供給される蒸気の、供給量制御方法に関するものである。さらに詳しくはシャットダウン機構により発せられるプラント停止信号を用いた、プラント停止時のフレアスタックへの、蒸気供給量の効率的な制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学工業プラント等においては、大気放出されるガス中の可燃性ガス等を燃焼除害するフレアスタックが一般的に用いられている。この可燃性ガス等が不完全燃焼した場合に発生する黒煙の排出防止方法として種々の手段が開示されている。例えばコークス炉の煙突からの黒煙排出防止方法として、計算機により、コークス炉の煙突に設けた煤塵濃度計または煙道に設けたＣＯ計の測定値が一定値以上になったときの装入窯を黒煙排出窯としその窯番号を記憶し、装入窯番号が黒煙排出釜番号と一致したとき、当該窯の燃焼室の各燃料制御弁を、一定時間全閉として燃焼を中止させ、その後、燃料制御弁を設定開度とし燃焼を開始させる指令を出すという制御方法（特許文献１参照）や、コークス炉の煙突からの黒煙発生抑制方法として、全乾留過程の炭化室上部圧力ＣＰ(ｍｍＨ２Ｏ)と燃焼室上部圧力ＦＰ(ｍｍＨ２Ｏ)との差圧ΔＰが、ΔＰ＝ＣＰ−ＦＰ≧０ｍｍＨ２Ｏとなるように、燃焼室上部圧力あるいは炭化室上部圧力または炭化室上部圧力と燃焼室上部圧力を調整することによって、炉壁の貫通亀裂部が閉塞するまでの間、全乾留期間を通じて炭化室から燃焼室にコークス炉ガスが漏洩し、コークス炉ガス中のタール分、カーボンが炉壁の貫通亀裂部を閉塞するという方法（特許文献２参照）等が開示されている。
【０００３】
プラント停止時には、安全上、プラント系内の可燃性ガス等をフレアスタックにパージし、燃焼除害するという操作が行われる。しかし、このような状況では多量の可燃性ガス等がフレアスタックにパージされるために不完全燃焼が起こりやすく、黒煙が発生しやすい。通常は、この黒煙発生防止のために蒸気をフレアスタックに投入する方法が採用される。正常な運転状態では、フレアスタックからの可燃性ガス等の放出量が一定又は少量であるために蒸気供給量の制御を必要としないが、例えば、プラント停止等の非定常状態には、多量の可燃性ガス等を排出するために蒸気供給量の適切な制御を必要とする。従来、プラント停止時には、フレアスタックの燃焼状態を確認しながら、手動遠隔調節によって蒸気供給量を制御するという操作が一般的に行われてきた。しかしながら、プラント停止時等の非定常状態において手動で調節を行うのは、放出される可燃性ガス量に対して蒸気の過剰な供給によりフレアスタックが消炎したり、手動調節のタイミングの不適により黒煙が発生したりする等、操作上煩瑣であるとか、未除害ガスの大気放出による環境影響等の問題があった。また、これらの問題点を解決する適切な装置や方法については開示が無く、一層の改善が求められていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３９４６４号公報（第１頁）
【特許文献２】特開２０００−２０４３７４号公報（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、フレアスタックから可燃性ガス等を一時的に多量に放出する、プラント停止時に発生しやすい黒煙の排出防止を目的とした蒸気供給量の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、フレアスタックからの黒煙排出防止のために供給される蒸気の供給量制御において、下記第１工程〜第３工程を含むフレアスタックへの蒸気供給量制御方法である。
第１工程：フレアスタックへの蒸気の供給開始又は増量の信号を検出する工程
第２工程：第１工程において検出した信号により、フレアスタックへ所定量の蒸気を供給開始又は増量し、予め定められた変化量に従って自動的に調節する工程
第３工程：前記供給開始又は増量された蒸気を、予め定められた時間で自動的に停止又は減量する工程
本発明の請求項２に係る発明は、前記蒸気の供給開始又は増量の信号が、シャットダウン機構により発せられるプラント停止信号である、請求項１記載のフレアスタックへの蒸気供給量制御方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、フレアスタックから可燃性ガス等を一時的に多量に放出する、プラント停止時に発生しやすい黒煙の排出防止を目的とした、蒸気供給量の制御方法が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。図１は、本発明のフレアスタックへの蒸気供給量制御方法の、実施態様の一例を概略的に示している。すなわち、フレアスタック１には、プラント装置７が接続され可燃性ガス等が圧力調節弁又は緊急放出弁８を介してフレアスタック１へ排出できるようになっている。分散型制御システム（ＤＣＳ）３には、本発明の第１工程〜第３工程のプログラムを設定し、操作信号４を受けて蒸気供給量調節弁６により、蒸気５の供給量を制御するように構成されている。
【０００９】
本発明において、プラント停止時に一時的に多量に放出される可燃性ガス等とは、プラントを停止させる際の、装置内の異常な圧力上昇や爆発、それに伴う機器の破損等を回避して安全にプラントを停止させるために、フレアスタックを介して外部に排出される可燃性ガス等である。
【００１０】
本発明の第１工程は、フレアスタックへの蒸気の供給開始又は増量の信号となる、シャットダウン機構により発せられるプラント停止信号の検出手段を含んでいる。前記停止信号としては、プラントの停止が確実に伝達されるものであればよく、電気的接点及び／又は分散型制御システム（ＤＣＳ）の汎用機能である接点入出力等を用いることができる。中でもＤＣＳの汎用機能を用いた、接点入出力のシーケンス制御機構による検出は、構築が容易であるために好適に用いられる機構である。
【００１１】
第２工程は、前記検出手段によって検出したプラント停止信号により、フレアスタックへ所定量の蒸気を供給し、予め定められた変化量に従って自動的に調節する工程である。プラント停止時に、系内の可燃性ガス等をフレアスタックでの燃焼除害を経て外部に放出する場合、放出開始直後が最も放出量が多く、系内の圧力の低下に伴って放出量が減少していく。そのため、蒸気の供給量も同様な傾向で、可燃性ガス等の放出開始直後に最大とし、漸次減量する必要があるが、供給を必要とする蒸気量及び変化量は、適切な値がプラントの規模等によって異なるので、その場合に応じて適切な値を設定する。これらの工程は、ＤＣＳの汎用機能であるプログラム設定機能を用いた調節弁のシーケンス制御により実施できる。
【００１２】
第３工程は、前記供給された蒸気を、予め定められた時間で自動的に停止又は減量する工程である。前記プラント停止時に、系内の可燃性ガス等をフレアスタックでの燃焼除害を経て外部に放出する場合において、系内のガス保有量が一定であり、且つ制限オリフィスの使用等、単位時間当たりの放出ガス量が一定であれば、蒸気の供給開始又は増量から停止又は減量するまでの時間は、常に一定の値を用いることができるが、適切な値はプラントの規模等によって異なるので、その場合に応じて適切な値を設定する。これらの工程は、ＤＣＳの汎用機能であるプログラム設定機能を用いたシーケンス制御により実施できる。
【００１３】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
次に、本発明を実施例により説明する。
実施例１
アセトアルデヒド製造プラントにおいて、下記のごとく実施した。蒸気供給量制御装置の概略構成は図１に示すとおりである。シャットダウン機構により発せられるプラント停止信号の検出手段としては、化学プラント等で一般的に使用されるＤＣＳの汎用機能を用い、接点入出力をシーケンス制御機構により検出した。前記シーケンス制御機構によって検出されたプラント停止信号に基づき、蒸気供給量を増量し、予め設定された変化量に従って自動的に調節、減量するようにプログラムを設定した。
【００１５】
具体的には、シャットダウン機構によるプラント停止時に、プラント停止信号の検出から5分間でフレアスタックから放出されるアセトアルデヒド、エチレン、水蒸気等からなる７７０ｋｇ、２３０ｍ３の系内ガスに対し、３．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、１６８℃の過熱蒸気２７０ｋｇを、下記のようなプログラムに従って供給した。
【００１６】
当該フレアスタックへはプラントの通常運転中は４５０ｋｇ／Ｈの蒸気が供給されている。プラント停止信号の検出と同時にシーケンス制御機構によりプログラムが作動し、蒸気供給量が前記信号の検出１秒後に７３０ｋｇ／Ｈ、２秒後に４０００ｋｇ／Ｈ、２１２秒後に２３００ｋｇ／Ｈ、２４２秒後に１３００ｋｇ／Ｈ、２７２秒後に７２０ｋｇ／Ｈとなるように蒸気供給量調節弁の開度が自動的に制御され、３０２秒後に通常状態の４５０ｋｇ／Ｈとなりプログラムが終了した。これらの工程は、ＤＣＳの汎用機能であるプログラム設定機能を用いた調節弁のシーケンス制御により実施した。この間は手動調節を必要とせず、蒸気の過剰な供給によるフレアスタックの消炎、調節の不適や制御方法の不具合を原因とする、蒸気供給量の不適によるフレアスタックからの黒煙の発生はなかった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のフレアスタックへの蒸気供給量制御方法における、制御装置の概略構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…フレアスタック、２…シャットダウン機構により発せられるプラント停止信号、３…分散型制御システム（ＤＣＳ）、４…操作信号、５…蒸気、６…蒸気供給量調節弁、７…プラント装置、８…圧力調節弁又は緊急放出弁
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月2日(2004.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
化学工業プラント等においては、大気放出されるガス中の可燃性ガス等を燃焼除害するフレアスタックが一般的に用いられている。この可燃性ガス等が不完全燃焼した場合に発生する黒煙の排出防止方法として種々の手段が開示されている。例えばコークス炉の煙突からの黒煙排出防止方法として、計算機により、コークス炉の煙突に設けた煤塵濃度計または煙道に設けたＣＯ計の測定値が一定値以上になったときの装入窯を黒煙排出窯としその窯番号を記憶し、装入窯番号が黒煙排出窯番号と一致したとき、当該窯の燃焼室の各燃料制御弁を、一定時間全閉として燃焼を中止させ、その後、燃料制御弁を設定開度とし燃焼を開始させる指令を出すという制御方法（特許文献１参照）や、コークス炉の煙突からの黒煙発生抑制方法として、全乾留過程の炭化室上部圧力ＣＰ(ｍｍＨ２Ｏ)と燃焼室上部圧力ＦＰ(ｍｍＨ２Ｏ)との差圧ΔＰが、ΔＰ＝ＣＰ−ＦＰ≧０ｍｍＨ２Ｏとなるように、燃焼室上部圧力あるいは炭化室上部圧力または炭化室上部圧力と燃焼室上部圧力を調整することによって、炉壁の貫通亀裂部が閉塞するまでの間、全乾留期間を通じて炭化室から燃焼室にコークス炉ガスが漏洩し、コークス炉ガス中のタール分、カーボンが炉壁の貫通亀裂部を閉塞するという方法（特許文献２参照）等が開示されている。